Gwiezdny przelot 3 miliony lat temu może pomóc zrozumieć kształt naszego Układu Słonecznego

Niezwykłe aspekty naszego Układu Słonecznego - w tym obecność możliwej Planety 9 daleko od Słońca - mogą wynikać z bliskiego zbliżania się innej gwiazdy w okresie niemowlęcym.

Inne aspekty Układu Słonecznego - takie jak otaczająca chmura komet i dziwne orbity planet karłowatych - mogą również wynikać z bliskiego współdziałania rzucania przedmiotami przez helter-skelter.

Pytanie brzmi; czy takie gwiezdne przeloty potrafią przewracać planety, komety i planetoidy, a także zmieniać całe układy planetarne?

Binarna gwiazda HD 106906 zawiera tajemniczy, asymetryczny dysk pyłu kometarnego i gigantyczną egzoplanetę HD 106906 b, która znajduje się bardzo daleko od układu podwójnego i dysku. Bliskie muchy innych gwiazd mogły grawitacyjnie zaburzyć planetę, a naukowcy odkryli, że dwie jasne gwiazdy w prawym górnym rogu minęły blisko HD 106906 około 3 lata temu. (Paul Kalas, UC Berkeley)

Astronomowie z Uniwersytetu UC Berkeley i Stanford sądzą, że znaleźli dowody na odpowiedź na to pytanie w odległym układzie podwójnym, o którym dyskutują w nowym artykule opublikowanym w The Astronomical Journal.

W omawianym układzie - HD 106906 znajdującym się około 300 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Crux - planeta krążąca wokół młodej gwiazdy podwójnej mogła zostać zakłócona przez inną parę gwiazd, które jeździły zbyt blisko układu między 2 a 3 milion lat temu, wkrótce po tym, jak planeta uformowała się z wirującego dysku pyłu i gazu.

Jeśli zostanie to potwierdzone, wzmocni to argumenty, że bliskie gwiezdne chybienie pomagają rzeźbić układy planetarne i mogą decydować, czy zawierają planety ze stabilnymi orbitami.

Paul Kalas, adiunkt astronomii z UC Berkeley, mówi: „Jedną z tajemnic wynikających z badań egzoplanet jest to, że widzimy układy, w których planety nie są wyrównane, nawet jeśli rodzą się w płaskim, okrągłym dysku.

„Może kosmiczne tsunami uderzyło w te systemy i przestawiło wszystko na ich temat, ale nie mieliśmy dowodów. Nasz artykuł zawiera rzadkie dowody obserwacyjne dla jednego z tych much, które delikatnie wpływają na jeden z układów planetarnych w galaktyce. ”

Astronomowie już szukają gwiezdnego przelotu w przeszłości naszego Układu Słonecznego, ale ponieważ stało się to prawdopodobnie 4,6 miliarda lat temu, większość dowodów jest już zimna. Układ gwiezdny, który badali astronomowie, zidentyfikowany tylko numerem HD 106906 i znajdujący się około 300 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Crux, jest bardzo młody, ma zaledwie około 15 milionów lat.

Przemijające gwiazdy mogły wpłynąć na nasz młody układ słoneczny, uwzględniając odległe orbity komet w chmurze Oort, obiekty Pasa Kuipera, takie jak Sedna, i hipotetyczną Planetę Dziewiątą. Nowe badanie opublikowane przez astronomów Roberta De Rosę i Paula Kalasa przedstawia odkrycie dwóch gwiazd, które przelatywały przez podwójną gwiazdę HD 106906, prawdopodobnie wyjaśniając, dlaczego jej odległa gazowa gigantyczna planeta HD 106906 b pozostaje na stabilnej orbicie zamiast stać się obiektem międzygwiezdnym, takim jak jako „Oumuamua (Paul Kalas, UC Berkeley)

Gwiezdne przelatujące, nieuczciwe gwiazdy i planety nomadów

Kalas - który bada młode, nowo utworzone układy planetarne, próbując zrozumieć, co wydarzyło się we wczesnych latach naszego własnego Układu Słonecznego - po raz pierwszy skupił się na HD 106906 w 2015 roku po tym, jak odkryto, że ma masywną planetę na bardzo niezwykłej orbicie.

Planeta, nazwana HD 106906 b, ma masę około 11 razy większą niż Jowisz, i krąży wokół HD 106906 - niedawno ujawnionej jako gwiazda podwójna - na orbicie 738 razy większej niż Ziemia i przechylonej około 21 stopni od płaszczyzny dysk zawierający wszystkie inne materiały wokół gwiazdy.

Kalas użył zarówno Gemini Planet Imager na Gemini Telescope w chilijskich Andach, jak i Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, aby przyjrzeć się bliżej HD 106906 i odkrył, że gwiazda ma również krzywy pas kometowy. Dziwna orbita planety i fakt, że sam dysk jest asymetryczny, wskazywało, że coś zakłóciło młody system.

Gemini Planet Imager w teleskopie Gemini South. Na zdjęciu GPI składa się z trzech podobnych do pudełka elementów przymocowanych do teleskopu i wiszących najbliżej podłogi obserwatorium. Inne podobne do pudełka elementy teleskopu to inne instrumenty. (Manuel Paredes / Gemini Observatory / AURA)

Kalas i jego koledzy - w tym Robert De Rosa, były postdoc UC Berkeley, który obecnie jest naukowcem w Stanford's Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology - zaproponowali, że planeta została wyrzucona z układu słonecznego przez interakcje z innym jak dotąd - niewidzialna planeta w układzie lub przelatująca gwiazda.

Kalas i De Rosa wierzą teraz, że obie miały miejsce: planeta została wyrzucona na ekscentryczną orbitę, gdy niebezpiecznie zbliżyła się do centralnej gwiazdy podwójnej, scenariusz zaproponowany w 2017 roku przez teoretykę Laetitię Rodet i jej współpracowników z obserwatorium Grenoble we Francji.

Powtarzające się kopnięcia grawitacyjne z układu podwójnego szybko wyrzuciłyby planetę w przestrzeń międzygwiezdną, ale przemijające gwiazdy uratowały planetę, przesuwając jej orbitę na bezpieczniejszą odległość od układu podwójnego.

Obserwatorium kosmiczne Gaia dostarczyło im dane potrzebne do przetestowania swojej hipotezy. Gaia, uruchomiona w 2012 roku przez Europejską Agencję Kosmiczną, zbiera dokładne pomiary odległości, położenia i ruchu dla 1,3 miliarda gwiazd w Galaktyce Drogi Mlecznej, katalogu 10 000 razy większym niż poprzednik Gaia, Hipparcos.

Kalas i De Rosa zgromadzili informacje o Gai na 461 gwiazdach w tej samej gromadzie co HD 106906 i obliczyli swoje pozycje wstecz w czasie - odwrócili zegar kosmiczny, że tak powiem - i odkryli, że inny układ podwójny mógł zbliżyć się wystarczająco blisko 3 miliony lat temu zmienić układ planetarny.

Wykonanie przez artystę kosmicznego teleskopu Gaia (ESA)

Kalas mówi: „To, co tutaj zrobiliśmy, polega na znalezieniu gwiazd, które mogłyby dać HD 106906 b dodatkowy kopnięcie grawitacyjne, drugi kopniak, aby stał się długowieczny, podobnie jak hipotetyczna Planeta Dziewięć w naszym Układzie Słonecznym. ”

Odkryli również, że gwiazda podwójna weszła na trajektorię, która znajdowała się w odległości około 5 stopni od dysku systemu, co jeszcze bardziej prawdopodobne, że spotkanie miało silny i trwały wpływ na HD 106906.

Takie podwójne kopnięcia mogą być ważne dla stabilizacji planet, asteroid i komet wokół gwiazd. Jak wyjaśnia Kalas: „Badanie układu planetarnego HD 106906 przypomina cofanie się w czasie i obserwowanie chmury komet Oorta formujących się wokół naszej młodej gwiazdy.

„Nasze własne gigantyczne planety grawitacyjnie wyrzucały niezliczone komety na duże odległości. Wiele z nich zostało całkowicie wyrzuconych, stając się międzygwiezdnymi obiektami, takimi jak Oumuamua, ale inne były pod wpływem przechodzących gwiazd. To drugie kopnięcie gwiezdnego przelotu może oderwać orbitę komety od wszelkich dalszych spotkań z planetami, ratując ją przed perspektywą wyrzutu. Ten łańcuch wydarzeń zachował najbardziej prymitywny materiał Układu Słonecznego w głębokim mrozie z dala od Słońca przez miliardy lat. ”

Kalas - który ma nadzieję, że przyszłe obserwacje, takie jak zaktualizowany katalog pomiarów Gaia, wyjaśnią znaczenie przelotu na HD 106906 - mówi: „Zaczęliśmy od 461 podejrzanych i odkryliśmy dwóch, którzy byli na miejscu zbrodni.

„Ich dokładna rola zostanie ujawniona, gdy zgromadzimy więcej dowodów.”

Oryginalne badania: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab0109/meta

Komentarze

Pierwotnie opublikowany na sciscomedia.co.uk 1 marca 2019 r.